JP2011510163A - 熱可塑性ポリカーボネート及び表面変性された無機ナノ粒子を含む透明ポリマー材料の製造方法 - Google Patents
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Abstract
(i)無機ナノ粒子と熱可塑性ポリカーボネートマトリックスとの間の界面における物理化学的相互作用を促進するのに適した少なくとも1種のモノマー及び/又は少なくとも1種のポリマーで少なくとも部分的に被覆された無機ナノ粒子を含む複合ナノ粒子を得る工程:この工程は、
・前記モノマー及び/若しくはポリマーを前記無機ナノ粒子の表面上に直接グラフトさせ若しくは直接吸着させることによって;又は
・ラジカル経路で反応することができる官能基を含むクロロシラン若しくはオルガノシランから選択されるカップリング剤を介して:
該無機ナノ粒子を前記モノマー及び/又は前記ポリマーで表面変性することによって実施される。
(ii)工程(i)で得られた複合ナノ粒子と溶融状態の熱可塑性ポリカーボネートマトリックスとを混合して前記透明ポリマー材料を得る工程。
Description
(i)無機ナノ粒子と熱可塑性ポリカーボネートマトリックスとの間の界面における物理化学的相互作用を促進するのに適した少なくとも1種のモノマー及び/又は少なくとも1種のポリマーで被覆された無機ナノ粒子を含む複合ナノ粒子を得る工程:この工程は、
・前記モノマー及び/若しくはポリマーを前記無機ナノ粒子の表面上に直接グラフトさせ若しくは直接吸着させることによって;又は
・ラジカル経路で反応することができる官能基を含むクロロシラン若しくはオルガノシランから選択されるカップリング剤を介して:
該無機ナノ粒子を前記モノマー及び/又は前記ポリマーで表面変性することによって実施される;
(ii)工程(i)で得られた複合ナノ粒子と溶融状態の熱可塑性ポリカーボネートマトリックスとを混合して前記透明ポリマー材料を得る工程。
・ポリカーボネートで被覆されたアルミナのナノ粒子に相当するAl−CgA−PC複合ナノ粒子;
・ビスフェノールAモノマーで被覆されたアルミナのナノ粒子に相当するAl−CgA−BPA複合ナノ粒子;及び
・ポリカーボネートで被覆された炭酸カルシウムのナノ粒子に相当するCC−CgA−PC複合ナノ粒子:
が得られた。
・スチレンモノマーの現場重合から得られたポリスチレンで被覆されたアルミナのナノ粒子に相当するAl−CgA−mPS複合ナノ粒子;及び
・スチレンモノマーの現場重合から得られたポリスチレンで被覆された炭酸カルシウムのナノ粒子に相当するCC−CgA−mPS複合ナノ粒子:
が得られた。
・第1の参照用材料RM1は、そのままのポリカーボネートのみから製造した。
・第2の参照用材料RM2は、工程(ii)の条件下でアルミナタイプの無機ナノ粒子をポリカーボネートマトリックス中に直接加えることによって製造した。
・第3の参照用材料RM3は、工程(ii)の条件下で炭酸カルシウムタイプの無機ナノ粒子をポリカーボネートマトリックス中に直接加えることによって調製した。
・工程(i)のポリカーボネートは、Acros-Organics社よりPolycarbonate resin(ポリカーボネート樹脂)として販売されている熱可塑性ポリカーボネートだった(CAS No. 24936-68-3)。
・工程(ii)のポリカーボネートマトリックス及び参照用ポリマー材料製造用ポリカーボネートは、Bayer社よりMakrolon Al2647の名称で販売されている熱可塑性ポリカーボネートだった。
・ビスフェノールAは、Acros-Organics社より4,4'-Isopropylidenediphenol(イソプロピリデンジフェノール)として販売されているものだった(CAS No. 80-05-7)。
・スチレンモノマーは、Acros-Organics社よりStyrene(スチレン)として販売されているものだった(CAS No. 100-42-5)。
・メタクリル酸メチルモノマーは、Aldrich社よりMethyl methacrylate(メタクリル酸メチル)として販売されているものだった(CAS No. 80-62-6)。
・ポリメチルメタクリレートは、Arkema社よりAltuglasの名称で販売されているものだった。
・アルミナナノ粒子は、13nmの寸法を有し、Degussa社よりAeroxide AluCの名称で販売されているものだった。
・炭酸カルシウムナノ粒子は、Solvay社よりSocal(登録商標)31の名称で販売されている70nmの寸法の沈降炭酸カルシウム粒子だった。
・クロロシランは、Acros-Organics社よりSilicon (IV) chloride(塩化ケイ素IV)の名称で販売されているものだった(CAS No. 10026-04-7)。
・ビニルトリメトキシシランは、Dow Corning社よりZ-6300の名称で販売されているものだった。
・ベンゾフェノンは、Acros-Organics社よりBenzophenone(ベンゾフェノン)として販売されているものだった(CAS No. 119-61-9)。
・過酸化ベンゾイルは、Acros-Organics社よりBenzoyl peroxide(過酸化ベンゾイル)として販売されているものだった(CAS No. 94-36-0)。
Claims (17)
- 次の工程:
(i)無機ナノ粒子と熱可塑性ポリカーボネートマトリックスとの間の界面における物理化学的相互作用を促進するのに適した少なくとも1種のモノマー及び/又は少なくとも1種のポリマーで少なくとも部分的に被覆された無機ナノ粒子を含む複合ナノ粒子を得る工程;並びに
(ii)工程(i)で得られた複合ナノ粒子と溶融状態の前記熱可塑性ポリカーボネートマトリックスとを混合して透明ポリマー材料を得る工程:
を含む、透明ポリマー材料の製造方法であって、
前記工程(i)が、
・前記モノマー及び/若しくはポリマーを前記無機ナノ粒子の表面上に直接グラフトさせ若しくは直接吸着させることによって;又は
・ラジカル経路で反応することができる官能基を含むクロロシラン若しくはオルガノシランから選択されるカップリング剤を介して:
該無機ナノ粒子を前記モノマー及び/又は前記ポリマーで表面変性することによって実施される、前記製造方法。 - 前記モノマーがスチレン、メタクリル酸メチル、アクリル酸ブチル、ビスフェノールA、ホスゲン、炭酸ジフェニル及び/又はアクリルアミドであることを特徴とする請求項1に記載の方法。
- 前記ポリマーがポリスチレン、ポリカーボネート、ポリメチルメタクリレート、ポリブチルアクリレート及び/又はポリアクリルアミドであることを特徴とする、請求項1又は2に記載の方法。
- 前記ポリマーがスチレン、ポリカーボネートモノマー、メタクリル酸メチル、アクリル酸ブチル、ビスフェノールA及び/又はアクリルアミドのコポリマーであることを特徴とする、請求項1〜3のいずれかに記載の方法。
- 前記オルガノシランの官能基がアクリレート、メタクリレート、ビニル、アリル又はアルケニル基から選択され、好ましくはビニル基であることを特徴とする、請求項1〜4のいずれかに記載の方法。
- 前記オルガノシランが加水分解性官能基、好ましくはアルコキシ又はカルボキシ基から選択される加水分解性官能基をさらに含むことを特徴とする、請求項1〜5のいずれかに記載の方法。
- 前記オルガノシランがビニルトリメトキシシラン又はメタクリルオキシプロピルトリメトキシシランであることを特徴とする、請求項1〜6のいずれかに記載の方法。
- 前記無機ナノ粒子の寸法が最大300nm、好ましくは最大100nm、より一層好ましくは10nm〜70nmの範囲であることを特徴とする、請求項1〜7のいずれかに記載の方法。
- 前記無機ナノ粒子がアルカリ土類金属カーボネートのナノ粒子、アルカリ土類金属サルフェートのナノ粒子、金属酸化物のナノ粒子、メタロイドの酸化物のナノ粒子及び/又はシロキサンのナノ粒子から選択されることを特徴とする、請求項1〜8のいずれかに記載の方法。
- 前記無機ナノ粒子が炭酸カルシウムのナノ粒子、硫酸バリウムのナノ粒子、アルミナのナノ粒子、トリシラノールフェニルポリヘドラールシルセスキオキサン(TP−POSS)のナノ粒子、酸化亜鉛のナノ粒子、二酸化ケイ素のナノ粒子及び/又は二酸化チタンのナノ粒子から選択されることを特徴とする、請求項9に記載の方法。
- 工程(i)のモノマーを前記ナノ粒子の表面にグラフトさせ、次いでこれを重合させることを特徴とする、請求項1〜10のいずれかに記載の方法。
- 工程(ii)の混合物を押出機を用いて製造することを特徴とする、請求項1〜11のいずれかに記載の方法。
- 請求項1〜12のいずれかに記載の方法によって得られた透明ポリマー材料。
- 最大10重量%の無機ナノ粒子、好ましくは最大5重量%の無機ナノ粒子、より一層好ましくは約1重量%程度の量の無機ナノ粒子を含むことを特徴とする、請求項13に記載のポリマー材料。
- 自動車ガラス用光学物品の製造のための、請求項13又は14に記載の透明ポリマー材料の使用。
- 照準器レンズタイプ、ヘルメットバイザータイプ又は眼科用レンズタイプの光学物品の製造のための、請求項13又は14に記載の透明ポリマー材料の使用。
- 厚さが最大15mm、好ましくは0.1mm〜5mmの範囲、より一層好ましくは0.5mm〜4mmの範囲である光学物品を製造するための、請求項13又は14に記載の透明ポリマー材料の使用。
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